陈着博士Build. Environ.: 北京冬奥会期间严格工业管控对大气和建筑环境中细菌群落组成的影响

2025年8月29日，《Building and Environment》杂志（中科院1区，IF：7.6）刊登了课题组陈着博士的最新成果：Effects of stringent industrial control during the Beijing Winter Olympics on bacterial variations in the atmosphere and built environments. (https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2025.113623）

【Graphical Abstract】

【背景介绍】

为保障2022年1–3月北京冬奥会期间的空气质量，我国政府实施了一系列严格的工业管控措施。期间，颗粒物浓度被控制在 30 μg/m³以下，氮、碳与硫的氧化物污染水平显著下降。然而，严格工业管控对大气微生物群落的影响鲜有系统评估，而微生物群落的变化与相关政策在污染治理方面的有效性密切相关。如果严格管控对微生物污染的抑制有限，甚至出现增强效应，则可能带来微生物污染加重等后果。为弥补这一研究空白，我们于 2021 年 12 月至 2022 年 3 月在北京开展了系统的细菌实地监测，对冬奥会前后细菌群落结构进行详细分析，评估其多样性与潜在致病性的变化。本研究进一步通过相关性分析探讨细菌组成与空气污染及气象指标之间的相互关系，同时量化了覆盖整个冬奥会举办期的典型室内细菌分布与人群暴露风险。

【核心内容】

(1) 严格工业管控显著降低了空气中细菌浓度，并对物种丰富度产生难以逆转的影响

基于现场样本与在线数据库所得数据，研究发现冬奥会期间的严格工业管控使预测的空气细菌浓度由 177 CFU/m³ 降至 70 CFU/m³。同时，扩增子序列变体（ASVs）由 593.9 减少到 273.2，表明物种丰富度发生了剧烈且不可逆的变化（如图1所示）。

(2) 冬奥会期间细菌群落组成与多样性显著改变：病原体总数量逐渐下降，但冬奥期间检出新病原体

在群落组成上（图2），冬奥会前厚壁菌门（Firmicutes）占优势（44.5%），工业复产后再次升高（53.0%），放线菌门（Actinobacteria）在冬奥会期间显著上升（21.0%）。多样性分析显示，工业停产与冬奥会期间细菌多样性略有增加，工业重启后则显著下降。严格管控降低了潜在的属和种水平病原体数量，但冬奥会期间出现新病原体（图3），可能与国际人员流动有关。

(3) 各细菌与空气污染的相关性并不一致：负相关与正相关并存

本研究对冬奥会前后属水平的细菌分布与空气污染及气象数据进行了 Spearman 相关分析（图4），以研究空气细菌变化的潜在成因。结果显示，空气污染对不同属的影响差异化显著：部分属与污染物浓度呈负相关，亦有些呈正相关。文献回顾表明，雾霾与空气污染对细菌的影响与本研究发现一致。

图4. 细菌在属水平的相对丰度与空气污染及气象数据的 Spearman 相关性分析

(4) 冬奥会期间儿童与成人的细菌健康风险总体较低，儿童暴露以随降尘口入的方式为主

基于室外细菌浓度预测，我们进一步估算了室内细菌分布与成人/儿童的健康风险（图5）。结果显示，儿童超过 99% 的细菌暴露来自黏附于室内尘埃的细菌口入摄入，显著高于成人。在 2021 年 12 月至 2022 年 3 月期间的危险指数（HI）对成人与儿童均小于 1，证明冬奥会期间细菌相关健康风险总体较低，但儿童 HI 明显高于成人。

【成果小结】

本研究依托北京冬奥会前后严格工业管控情境，构建了大气—室内细菌浓度与群落多样性的实地观测与健康风险评估框架，更为准确地量化了管控对空气细菌浓度、ASVs 丰富度及优势门类迁移的影响，系统讨论了属级丰度与空气污染物及气象因子的相关性，并进一步评估了成人与儿童的暴露路径与健康风险特征。该机理—证据结合的研究为评估严格环境政策下的大气微生物控制效果及其在建成环境中的健康风险管理提供了科学依据。

【作者介绍】

陈着：清华大学建筑技术科学系博士/香港城市大学能源与环境学院博士后

该论文的第一作者是本课题组2023届博士毕业生陈着，现为香港城市大学能源与环境学院博士后。陈着博士致力于研究有机污染与生物气溶胶等复合污染在室内环境中的界面传递及净化机制，已在Renewable and Sustainable Energy Reviews, Journal of Hazardous Materials, Building and Environment, Construction and Building Materials等国际著名期刊发表论文21篇（第一/通讯作者论文12篇），申请发明专利3项，曾在2019年全国室内环境与健康大会获Best Poster Award。

本文通讯作者为深圳大学土木与交通工程学院特聘教授莫金汉。共同作者包括武汉第二船舶设计研究所冷文军首席专家、余涛主任、中国铁路设计集团有限公司夏凡轩博士、香港理工大学建筑环境与能源工程系李志伟博士、深圳大学土木与交通工程学院助理教授汪琰、硕士研究生米纪一、清华大学建筑技术科学系博士研究生邹武威等。

本文引用格式

Chen, Z., Xia, F., Wang, Y., Zou, W., Mi, J., Li, Z., Yu, T., Leng, W., & Mo, J., Effects of stringent industrial control during the Beijing Winter Olympics on bacterial variations in the atmosphere and built environments. Building and Environment, 2025, 285, 113623. (IF: 7.6)

该工作受到国家自然科学基金项目（项目号：52325801）、深圳市自然科学基金项目（项目号：JCYJ20240813143502004）与中国铁路设计集团有限公司科技发展项目（编号：2024A0253802-4）的资助，特此致谢。

原文出处：https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2025.113623

相关阅读